Concentratori solari elettrotermici compatti e loro possibile incentivazione
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- Ornella Raimondi
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1 Nuovo conto energia 2011 e Virtual Power Plant Concentratori solari elettrotermici compatti e loro possibile incentivazione Dott. Ing. Alberto Reatti Professore Associato Dipartimento di Elettronica e Telecomunicazioni Via S. Marta, Firenze alberto@reatti.net
2 Caratteristiche Alberto Reatti Fotovoltaico Tecnologie di Mercato
3 Caratteristiche Alberto Reatti Fotovoltaico Tecnologie di Mercato
4 Modulo a film sottile Modulo CIS ( Tecnologia del film sottile di nuova concezione (CIS, CIGS, TeCd) Processo semplice ed economico Ridotta efficienza di conversione Maggior degrado delle prestazioni Alberto Reatti Fotovoltaico Tecnologie di Mercato
5 Pannello solare termico
6 Pannello solare termico
7 Concentrazione Solare Termodinamica
8 Concentrazione Solare Fotovoltaica
9 Concentrazione Solare Fotovoltaica
10 Concentrazione Solare Termoelettrica
11 Concentrazione Solare Termoelettrica Progetti Seguiti 1. BISC (2 assi di Rotazione) 2. SUNCAPTURE (1 asse di rotazione)
12 BISC (Building Integrated Solar Collector) Concentrazione max teorica 250 X 2 Stadi di Concentrazione Asportazione del calore con un estrattore di calore per CPU con fluido termovettore Calotta sferica fissa Inseguimento a 2 assi
13 BISC (Building Integrated Solar Collector) Celle a singola giunzione GaAsIn 3 x 3 cm (CESI) Il dispositivo BISC è un collettore a concentrazione da tetto, in grado di fornire 100 W di potenza elettrica e 250 W di calore. Collaborazione Italo-Israeliana promossa dal Ministero dell Ambiente e coordinata per lo sviluppo pre-competitivo dalla SHAP (Solar Heat And Power).
14 While operating
15 Rendering di un impianto Ibrido 2,5 kwe
16 SUN CAPTURE
17 SUN CAPTURE Dati termici Potenza massima Q W Superficie totale captante S T 1,88 m 2 Superficie piastra captante S P 0,08 m 2 Efficienza η >60 % T fluido in uscita C Fluido termo vettore Acqua+Glicole Il prodotto impiega sensori di temperatura in ogni modulo per il costante monitoraggio del funzionamento
18 SUN CAPTURE Dati elettrici Potenza massima P 230 W Tensione alla massima potenza V mp 39,62 V Corrente alla massima potenza I mp 5,81 A Tensione di circuito aperto V OC 44,88 V Corrente di corto circuito I SC 6,88 A Fill Factor FF 74,5 % Massima di tensione di sistema V STC (Air Mass 1.5, DNI = 850W/m 2, T= 25 C)
19 SUN CAPTURE All in one Sun Capture integra in modo innovativo un insieme di soluzioni progettuali tra cui: impiego di celle in silicio mono cristallino ad alta efficienza; utilizzo di un ricevitore con recuperatore di calore per lo sfruttamento di tutta la radiazione solare; concentrazione solare con fattore 20X tramite riflettore parabolico ad elevata riflessione; inseguimento mono assiale con asservimento pilotato da sensori di irraggiamento; dimensioni ridotte per una semplice integrazione in solai, pareti, serre, strutture frangisole ecc.; gestione della temperatura di funzionamento per il bilanciamento ottimale della produzione elettrica e termica; predisposto mediante interfacce standard verso sistemi di monitoraggio delle prestazioni.
20 SUN CAPTURE INCENTIVI
21 SUN CAPTURE INCENTIVI
22 SUN CAPTURE INCENTIVI Confronto su tetto (con il nuovo conto energia sarà problematico avere impianti con inclinazioni maggiori di 20 ) entro il 30 Aprile 2011 entro il 31 Agosto 2011 entro il 31 Dicembre 2011 SunCapture PV Standard SunCapture PV Standard SunCapture PV Standard Potenza Wp Wp Wp Superficie Complessiva 3,17 1,65 m2 3,17 1,65 m2 3,17 1,65 m2 Spessore 24,9 cm 24,9 cm 24,9 cm Peso Totale 95 kg 95 kg 95 kg Peso a m2 30,0 kg/m2 30,0 kg/m2 30,0 kg/m2 Irr. Firenze kwh/m kwh/m kwh/m2 Irr. Firenze 20 monoassiale 2200 kwh/m kwh/m kwh/m3 Rapporto Diffusa/Globale 40% 40% 40% PR 85% 82% 85% 82% 85% 82% Perdite Bordi 7% 0% 7% 0% 7% 0% Producibilità 1043, ,6 kwh/kwp 1043, ,6 kwh/kwp 1043, ,6 kwh/kwp Producibilità Termica 4173,84 kwhth/kwp 4173,84 kwhth/kwp 4173,84 kwhth/kwp Incentivo (1MW<P<200kWp) 0,32 0,355 /kwh 0,32 0,335 /kwh 0,32 0,314 /kwh Costo kwth (caldaia a metano con efficienza dell'85%) 0,06 /kwhth 0,06 /kwhth 0,06 /kwhth Rientro Annuale (I anno) 584,34 489,05 /kwp 584,34 461,50 /kwp 584,34 432,57 /kwp 19,5% 26,6% 35,1%
23 SUN CAPTURE INCENTIVI entro il 31 Dicembre 2012 entro il 31 Dicembre 2013 SunCapture PV Standard SunCapture PV Standard Wp Wp 3,17 1,65 m2 3,17 1,65 m2 24,9 cm 24,9 cm 95 kg 95 kg 30,0 kg/m2 30,0 kg/m kwh/m kwh/m kwh/m kwh/m3 40% 40% 85% 82% 85% 82% 7% 0% 7% 0% 1043, ,6 kwh/kwp 1043, ,6 kwh/kwp 4173,84 kwhth/kwp 4173,84 kwhth/kwp 0,3136 0,29516 /kwh 0,3072 0,27632 /kwh 0,06 /kwhth 0,06 /kwhth 577,66 406,61 /kwp 570,98 380,66 /kwp 42,1% 50,0%
24 SUN CAPTURE INCENTIVI Confronto tipologia caratteristiche innovative (SunCapture) con impianto standard su serra o pensilina entro il 30 Aprile 2011 entro il 31 Agosto 2011 entro il 31 Dicembre 2011 SunCapture PV Standard SunCapture PV Standard SunCapture PV Standard Potenza Wp Wp Wp Superficie Complessiva 3,17 1,65 m2 3,17 1,65 m2 3,17 1,65 m2 Spessore 24,9 cm 24,9 cm 24,9 cm Peso Totale 95 kg 95 kg 95 kg Peso a m2 30,0 kg/m2 30,0 kg/m2 30,0 kg/m2 Irr. Firenze kwh/m kwh/m kwh/m2 Irr. Firenze 20 monoassiale 2200 kwh/m kwh/m kwh/m3 Rapporto Diffusa/Globale 40% 40% 40% PR 85% 82% 85% 82% 85% 82% Perdite Bordi 7% 0% 7% 0% 7% 0% Producibilità 1043, ,4 kwh/kwp 1043, ,4 kwh/kwp 1043, ,4 kwh/kwp Producibilità Termica 4173,84 kwhth/kwp 4173,84 kwhth/kwp 4173,84 kwhth/kwp Incentivo (1MW<P<200kWp) 0,37 0,3345 /kwh 0,37 0,319 /kwh 0,37 0,283 /kwh Costo kwth (caldaia a metano con efficienza dell'85%) 0,06 /kwhth 0,06 /kwhth 0,06 /kwhth Rientro Annuale (I anno) 636,51 471,78 /kwp 636,51 449,92 /kwp 636,51 399,14 /kwp 34,9% 41,5% 59,5%
25 SUN CAPTURE INCENTIVI entro il 31 Dicembre 2012 entro il 31 Dicembre 2013 SunCapture PV Standard SunCapture PV Standard Wp Wp 3,17 1,65 m2 3,17 1,65 m2 24,9 cm 24,9 cm 95 kg 95 kg 30,0 kg/m2 30,0 kg/m kwh/m kwh/m kwh/m kwh/m3 40% 40% 85% 82% 85% 82% 7% 0% 7% 0% 1043, ,4 kwh/kwp 1043, ,4 kwh/kwp 4173,84 kwhth/kwp 4173,84 kwhth/kwp 0,3626 0,26602 /kwh 0,3552 0,24904 /kwh 0,06 /kwhth 0,06 /kwhth 628,79 375,19 /kwp 621,07 351,25 /kwp 67,6% 76,8%
26 CONCLUSIONI notevole contenimento della superficie occupata, a parità di produzione elettrica e termica da fonte solare, rispetto ai sistemi convenzionali (solare termico + fotovoltaico); capacità di produzione energetica elevata a seguito dell impiego della tecnica di inseguimento; capacità di produzione combinata di energia elettrica ed acqua a temperatura adeguata all uso sanitario e di riscaldamento; facilità di integrazione con le strutture dell edificio per agevolare l ottenimento di autorizzazioni e l accesso ai più elevati incentivi previsti dal Conto Energia; resa economica decisamente superiore ad una soluzione convenzionale (solare termico + fotovoltaico).
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